车床尾座套筒说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上机械制造工艺课程设计说明书设计题目：设计车床尾座套筒的机械加工工艺规程学号：姓名： 指导老师：实践时间：目录专心-专注-专业绪论机械制造工艺学课程设计使我们对所学课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们大学四年生活中占有重要的地位。我们希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中培养自己分析问题的、解决问题及与团队合作的能力，另外，这也是对自身意志力的一次很好的磨练机会。由于能力所限，本课程设计尚难免有许多不足之处，恳请各位老师、同学不吝给予批评和指教。1 零件分析1.1 零件的作用车床尾座套筒是装夹顶针，钻头，绞

2、刀，等工具的。1.2 零件的工艺分析1.2.1 零件图样分析(1) 55mm外圆的圆柱度公差为0.005mm。(2) 莫氏4号锥孔轴心线与55mm外圆轴心线的同轴度公差为0.01mm。(3) 莫氏4号锥孔轴心线对55mm外圆轴心线的径向跳动公差为0.01mm。(4) 键槽8mm对55mm外圆轴心线的平行度公差为0.025mm，对称度公差为0.1mm。(5) 锥孔涂色检查其接触面积应大于75%。(6) 调质处理2832HRC。(7) 局部外圆及锥孔淬火4550HRC。 1.2.2 工艺分析(1) 该零件为车床尾座套筒，要装夹顶针，钻头，绞刀，等工具。所以局部外圆及锥孔淬火4550HRC。(2)

3、在安排加工工序时，应将粗、精加工分开，以减少切削应力对加工精度的影响。并在调质处理前进行粗加工，调质处理后进行半精加工和精加工。(3) 车床尾座套筒左端莫氏4号锥孔与有端28mm、30mm孔，应在进行调质处理前钻通，这样有利于加热和内部组织的转变，使工件内孔得到较好的处理。1.3 确定零件的生产类型生产纲领为大批生产2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯题目给定的零件材料是45钢。考虑到在加工过程中，车床尾座会经常承受交变载荷和冲击性载荷。所以应该选择锻件作为毛坯，以使金属纤维不被切断，保证零件工作的可靠性。由于零件时大批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用模锻成型。2.2 确定毛坯的

4、尺寸公差和机械加工余量要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。2.2.1 公差等级由于机床尾座套筒的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为精密2.2.2 锻件重量已知机械加工后的车床尾座套筒的质量为 3 kg，由此可以初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为 4.5kg。2.2.3 锻件复杂系数对于车床尾座套筒零件图进行分析计算，可大致确定锻件外轮廓的包容为圆柱体，半径和长度。2.2.4 锻件材质系数由于车床尾座套筒材料为45刚，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故锻件的材质系数属M1级。2.2.5 锻件分模线形状根据车床尾座的形位特点，选择零件长度方向的对称平面为分模面，属平

5、直分模线。2.2.6 零件表面粗糙度由零件图可知，该套筒加工表面的粗糙度Ra根据不同面的要求有多种值，分别为0.4，0.8，3.2，12.5。根据上述诸因素，可以查表确定该锻件的尺寸公差和加工余量，所得结果列于表2-2表2-2 车床尾座套筒毛坯尺寸公差及机械加工余量加工表面零件尺寸/mm机械加工余量/mm毛坯公差/mm毛坯尺寸/mm外圆表面552.03.060长度2762.03.02852.3 绘制车床尾座锻造毛坯图3 工艺规程设计3.1 定位基准的选择基面的选择是工艺设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得以保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者还

6、会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗、精基准的选择。对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件而言，因为圆轴内部加工表面铰复杂，而外院的加工表面较为简单，可以选用两中心孔作为粗基准（符合基准统一的原则），加工出外圆，然后以外圆为精基准，加工内孔。然后再以内孔为精基准，精加工外圆。最后一外圆为精基准，精镗内孔。这样可以保证精度的要求，符合互为基准原则。3.2 拟定工艺路线工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且

7、影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟定工艺路线是制定工艺规程的关键性的一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。3.2.1 表面加工方法的确定根据机床尾座套筒零件图加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件表面的加工方法，如表3-2所示。表3-2 机床尾座套筒各表面加工方案加工表面尺寸精度表面粗糙度Ra/m加工方案套筒外圆IT70.4粗车-半精车-磨削键槽IT90.8粗铣-精铣圆弧槽IT93.2粗铣-精铣孔28IT1212.5钻-扩孔30IT81.6钻-粗铰-精铰圆锥孔IT70.4粗磨-精磨3.2.2 加工阶段的划分

8、该套筒加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和静加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工保证其他加工表面的精度要求；在半精加工阶段，完成外圆的半精车，和钻孔。在精加工阶段，进行外圆的精车，圆锥孔的精磨和内孔30的精车。3.2.3 工序的集中与分散选用工序集中原则安排车床尾座套筒的加工工序。该套筒的生产类型为大批生产，可采用外能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。3.2.4 工序顺序的安排(一) 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准套筒外圆；(

9、二) 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；(三) 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面车床尾座套筒外表面。后加工次要表面键槽，圆弧槽。(四) 遵循“先面后孔”原则，先加工车床尾座套筒各个表面最后加工各个孔。在综合考虑上述工序顺序的原则上，拟定车床尾座套筒机械加工工序安排入表3.2.4。表3.2.4 车床尾座套筒机械加工工序安排工序号工序名称工序内容选定基准1下料棒料80mm×165mm2铸造铸造尺寸60mm×285mm3热处理正火4粗车夹一端粗车外圆至尺寸58mm，长200mm，车端面见平即可。钻孔20mm，深188mm，扩孔26mm深188mm两中心

10、孔、外圆表面5粗车倒头，夹58mm外圆并找正，车另一端处圆至58mm，与上序光滑接刀，车端面保证总长280mm。钻孔23.5mm钻通两中心孔、外圆表面6热处理调质2832HRC7车 夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面保证总长278mm，扩26mm孔至 28mm，深186mm，车右端头32mm×60°内锥面外圆表面8半精车采用两顶尖装夹工件，上卡箍，车外圆至55.5mm倒头，车另一端外圆，光滑接刀。右端倒角2×45°，左端倒R3圆角，保证总长276mm两中心孔9精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车30mm孔至29.5mm，深44.5mm，车3

11、4mm×1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm外圆表面10精车倒头，夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，车莫氏4号内锥孔，至大端尺寸为30.5mm，车左端头36mm×60°外圆表面11划线划R2×160mm槽线，8mm×200mm键槽线，6mm孔线12铣以55.5mm外圆定位装夹铣R2深2mm，长160mm圆弧槽外圆表面13铣以55.5mm外圆定位装夹铣键槽8mm长200mm，并保证50.5mm（注意外圆加工余量）保证键槽与55mm外圆轴心线的平行度和对称度外圆表面14钻钻6mm孔，其中心距右端面为25mm右端面15钳修毛刺16热处理左端

12、莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分，高频感应加热淬火4550HRC17研磨研磨两端60°内锥面18粗磨夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，粗莫氏4号锥孔，留磨余量0.2mm外圆表面19粗磨采用两顶尖定位装夹工作，精磨55mm外圆，留磨余量0.2mm中心轴20粗磨夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，精磨莫氏4号锥孔至图样尺寸，大端为31.269mm，涂色检查，接触面积应大于75%。修研60°锥面21精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔30mm至图样尺寸，深45mm，修研60°锥面外圆22精磨彩用两顶尖定位装夹工作，精磨外圆至图样尺寸559m

13、m中心轴23检验按图样检查各部尺寸及精度24入库涂油入库3.3 加工设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需求和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。机床尾座套筒的生产类型为大批生产，可以选用高效的专用设备与组合机床，也可以选用通用设备所选用的夹具均为专用夹具。各工序设备及工艺装备的选用如表3-3。表3-3 加工设备及工艺设备工序号工序名称工序内容加工设备工艺装备1下料棒料80mm×165mm锯床游标卡尺2铸造铸造尺寸60mm×285mm锻床卡尺3热处理正火

14、4粗车夹一端粗车外圆至尺寸58mm，长200mm，车端面见平即可。钻孔20mm，深188mm，扩孔26mm深188mm卧式车床C620-1转塔车床C365L车刀、麻花钻、扩孔钻、卡尺5粗车倒头，夹58mm外圆并找正，车另一端处圆至58mm，与上序光滑接刀，车端面保证总长280mm。钻孔23.5mm钻通卧式车床C620-1转塔车床C365L车刀、麻花钻、卡尺6热处理调质2832HRC7车 夹左端外圆，中心架托右端外圆，车右端面保证总长278mm，扩26mm孔至 28mm，深186mm，车右端头32mm×60°内锥面C620中心架转塔车床C365L车刀、扩孔钻、卡尺8半精车采用

15、两顶尖装夹工件，上卡箍，车外圆至55.5mm倒头，车另一端外圆，光滑接刀。右端倒角2×45°，左端倒R3圆角，保证总长276mm卧式车床C620-1车刀、卡尺9精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，车30mm孔至29.5mm，深44.5mm，车34mm×1.7mm槽，保证3.5mm和1.7mm车刀、卡尺10精车倒头，夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，车莫氏4号内锥孔，至大端尺寸为30.5mm，车左端头36mm×60°卧式车床C620-1车刀、卡尺11划线划R2×160mm槽线，8mm×200mm键槽线，6mm孔线

16、12铣以55.5mm外圆定位装夹铣R2深2mm，长160mm圆弧槽X62W专用工装或组合夹具面铣刀、卡尺13铣以55.5mm外圆定位装夹铣键槽8mm长200mm，并保证50.5mm（注意外圆加工余量）保证键槽与55mm外圆轴心线的平行度和对称度X62W专用工装或组合夹具、专用检具面铣刀、卡尺14钻钻6mm孔，其中心距右端面为25mm转塔车床C365LZ512组合夹具麻花钻15钳修毛刺钳工台锉刀16热处理左端莫氏4号锥孔及160mm长的外圆部分，高频感应加热淬火4550HRC17研磨研磨两端60°内锥面M1432A砂轮18粗磨夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，粗莫氏4号锥孔，留磨

17、余量0.2mmM2110A中心架莫氏4号锥度塞规19粗磨采用两顶尖定位装夹工作，精磨55mm外圆，留磨余量0.2mmM1432A砂轮、卡尺20粗磨夹右端外圆，中心架托左端外圆，找正外圆，精磨莫氏4号锥孔至图样尺寸，大端为31.269mm，涂色检查，接触面积应大于75%。修研60°锥面M2110A莫氏4号锥度塞规21精车夹左端外圆，中心架托右端外圆，找正外圆，精车内孔30mm至图样尺寸，深45mm，修研60°锥面C620中心架22精磨彩用两顶尖定位装夹工作，精磨外圆至图样尺寸559mmM1432A砂轮、卡尺23检验按图样检查各部尺寸及精度24入库涂油入库3.4 加工余量、工序

18、尺寸的确定车床尾座套筒零件材料为45钢，毛坯重量约为4.5kg左右。生产类型为大批生产，毛坯采用模锻毛坯。根据以上所述原始资料及加工工艺，可以分别确定各加工表面机械加工工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 套筒外圆55mm坯料 60mm粗车 58mm 2Z=2mm半精车 55.5mm 2Z=2.5mm精磨 55mm 2Z=0.5mm(2) 套筒端面总长276mm坯料 285mm车端面 283mm Z=2mm车另一端面 280mm Z=3mm车端面 278mm Z=2mm车端面 276mm Z=2mm (3) 孔28mm钻孔 20mm扩孔 26mm 2Z=6mm扩孔 28mm 2Z=2mm(4

19、) 孔30mm钻孔 20mm扩孔 26mm 2Z=6mm扩孔 28mm 2Z=2mm半精车 29.5mm 2Z=1.5mm精车 30mm 2Z=0.5mm3.5 切削用量及时间定额的计算工件材料：45刚，b=600MPa，模锻成型处理。工序04：粗车外圆至尺寸58mm，长200mm、车一端面，保证长200钻孔、扩孔28mm(1) 加工要求：粗车外圆至尺寸58mm机床：C620-1卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16X25mm2,Kr=90度，ro=15度，ao=12度，re=0.5mm.60螺纹车刀：刀片材料：W18Cr4V.1. 切削深度 单边余量Z=1mm,可以一次性切除。2. 进

20、给量 根据切削手册表1.4，选用 f=0.6(mm/r)3. 计算切削速度 见切削手册表1.27Vc=Cv×KvTmapxvfy=242×Kv600.25×1.650.15×0.650.35Kv=1.31X1.0X0.81X0.97=1.0293故Vc=99.3(m/min)4. 确定主轴转速 ns=1000×Vc×dw=1000×99.3×58=544(r/min） 按机床选取 n=600(r/min) 所以实际切削速度 V=×d×n1000=103.7(m/min）5. 检验机床功率 主切削

21、力Fc按照切削手册表1.29所示公式计算 Fc=CFc×apxFC×fyFc×VcnFc×KFc=2795×1.651×0.60.75×103.7-0.15×kFc其中Fc=1313.5N故切削时消耗功率Pc为Pc=Fc×Vc6000=1313.5×103.76000=2.27Kw由切削手册表1.30中C620-1机床说明书可知，C620-1主电动机功率7.8Kw，当主轴转速600r/min时，主轴传递的最大功率为5.5Kw，所以机床功率足够，可以正常加工。6. 校验机床进给系统强度 已知主切削

22、力Fc=1313.5N,径向切削力Fp查表1.29所示公式计算 Fc=CFc×apxFC×fyFc×VcnFc×KFc=2795×1.651×0.60.75×103.7-0.15×kFc 其中 kFp=.35×0.5 所以 Fp=249.8(N)而轴向切削力 Fp=CFp×apxFp×fyFp×VcnFp×KFp=1940×1.651×0.90.6×103.7-0.3×kFp其中 kFf=×1.17 所以 Ff=62

23、1（N）取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数u=0.1,切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 F=Ff+u(Fc+Fp)=621+0.1X(1313.5+249.8)=777.3(N)由切削手册表1.30知，机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N，故机床进给系统可以正常工作。7. 切削用时t=L+y+n×f=200+1.0600×0.6=0.56min(2) 车一端面单边余量为2.5mm经查切削手册表1.4进给量 f=0.50.7(mm/r)按C620-1车床说明书切割手册表1.30取 f=0.5(mm/r)计算切削速度 由切削手册表1.27 Vc=Cv×K

24、vTmapxvfy=242×Kv600.20×2.50.15×0.30.35 其中 Kv=1X1X1X1X1=1 故 Vc=118.5(m/min) ns=1000×Vc×dw=1000×118.5×58=650(r/min）按机床选取 n=610(m/min) 切削工时： t=D-d12+L1+L2+L3×if×n=58-02+2.5+3.5+0.2×10.5×610=0.12(min)(3) 钻孔20mm选用机床：转塔车床C365L选用刀具：直径为20mm的麻花钻切削用量计算：f=

25、0.45(mm/r)V钻=13.9(m/min)n=1000×V钻×d=1000×13.92×20=222（r/min)按机床选取 nw=183（r/min） 所以实际切削速度 V钻=×d×nw1000=11.6（m/min) 切削工时： t=L+L1+L2f×nw=188+8.8+00.45×183=2.3min (4) 扩孔26mm根据切削手册表查到扩孔26mm孔时的进给量，并根据机床选取 f=0.8(mm/r)扩孔钻扩孔的切削速度，查相关资料，确定为： V=0.4XV钻=0.4X13.92=5.57（m/mi

26、n） n=1000×5.57×26=68（r/min) 按机床选取nw=78 r/min 所以实际切削速度 V=×d×nw1000=×26×=6.37(m/min) 切削工时： t=L1+L2+Lf×nw=3+1.5+1880.8×78=3.1min 工序05：倒头，夹58mm外圆并找正，车另一端处圆至58mm，与上序光滑接刀， 车端面保证总长280mm。钻孔23.5mm钻通(1) 车外圆光滑接刀即82.5mm加工要求：粗车外圆至尺寸58mm机床：C620-1卧式车床刀具：刀片材料YT15，刀杆尺寸16X25mm2

27、,Kr=90度，ro=15度，ao=12度，re=0.5mm.60螺纹车刀：刀片材料：W18Cr4V.切削深度 单边余量Z=1mm,可以一次性切除。进给量 根据切削手册表1.4，选用 f=0.6(mm/r)计算切削速度 见切削手册表1.27Vc=Cv×KvTmapxvfy=242×Kv600.25×1.650.15×0.650.35Kv=1.31X1.0X0.81X0.97=1.0293故Vc=99.3(m/min)确定主轴转速 ns=1000×Vc×dw=1000×99.3×58=544(r/min） 按机床选取

28、 n=600(r/min) 所以实际切削速度 V=×d×n1000=103.7(m/min）切削用时t=L+y+n×f=82.5+1.0600×0.6=0.23min(2) 车一端面,保证总长280mm单边余量为2.5mm经查切削手册表1.4进给量 f=0.50.7(mm/r)按C620-1车床说明书切割手册表1.30取 f=0.5(mm/r)计算切削速度 由切削手册表1.27 Vc=Cv×KvTmapxvfy=242×Kv600.20×2.50.15×0.30.35 其中 Kv=1X1X1X1X1=1 故 Vc=

29、118.5(m/min) ns=1000×Vc×dw=1000×118.5×58=650(r/min）按机床选取 n=610(m/min) 切削工时： t=D-d12+L1+L2+L3×if×n=58-02+2.5+3.5+0.2×10.5×610=0.12(min)(3) 钻孔23.5mm钻通选用机床：转塔车床C365L选用刀具：直径为23.5mm的麻花钻切削用量计算：f=0.45(mm/r)V钻=13.9(m/min)n=1000×V钻×d=1000×13.92×23.5

30、=189（r/min)按机床选取 nw=183（r/min） 所以实际切削速度 V钻=×d×nw1000=13.5（m/min) 切削工时： t=L+L1+L2f×nw=90+8.8+00.45×183=1.2min 工序07：车右端面保证总长278mm，扩26mm孔至 28mm，深186mm，车右端头 32mm×60°内锥面(1) 车端面保证总长278mm单边余量为2mm经查切削手册表1.4进给量 f=0.50.7(mm/r)按C620-1车床说明书切割手册表1.30取 f=0.5(mm/r)计算切削速度 由切削手册表1.27 Vc

31、=Cv×KvTmapxvfy=242×Kv600.20×20.15×0.30.35 其中 Kv=1X1X1X1X1=1 故 Vc=146.6(m/min) ns=1000×Vc×dw=1000×146.6×58=805(r/min）按机床选取 n=760(m/min)切削工时： t=D-d12+L1+L2+L3×if×n=58-02+2.5+3.5+0.2×10.5×760=0.09(min)(2) 扩26mm孔至 28mm，深186mm 根据切削手册表查到扩孔28mm孔时的

32、进给量，并根据机床选取 f=0.8(mm/r)扩孔钻扩孔的切削速度，查相关资料，确定为： V=0.4XV钻=0.4X13.92=5.57（m/min） n=1000×5.57×28=63（r/min) 按机床选取nw=78 r/min 所以实际切削速度 V=×d×nw1000=×28×=6.86(m/min) 切削工时： t=L1+L2+Lf×nw=3+1.5+1860.8×78=3.1min 工序08：车外圆至55.5mm倒头，车另一端外圆，光滑接刀,车另一 端面，右端倒角2×45°，左端倒R

33、3圆角，保证总长276mm(1) 加工要求：半精车至55.5mm，单边余量为0.5mm 经查手册相关数据表知，进给量f=0.3mm/r。 Vc=Cv×KvTmapxvfy=291×Kv600.25×0.50.15×0.30.2 Kv=1.28X1.0X0.81X1.01 所以, Vc=189.6（m/min） ns=1000×Vc×dw=1190(r/min) 所以机床转速选择n=1200（r/min） 工时： t=L1+L2+Lf×nw=3+1+2800.3×1200=0.79min(2) 车端面单边余量为2.5

34、mm 经查切削手册表1.4进给量 f=0.50.7(mm/r) 按C620-1车床说明书切割手册表1.30取 f=0.5(mm/r) 计算切削速度 由切削手册表1.27 Vc=Cv×KvTmapxvfy=242×Kv600.20×2.50.15×0.30.35 其中 Kv=1X1X1X1X1=1 故 Vc=118.5(m/min) ns=1000×Vc×dw=1000×118.5×55.5=679(r/min） 按机床选取 n=610(m/min) 切削工时： t=D-d12+L1+L2+L3×if

35、15;n=55.5-02+2.5+3.5+0.2×10.5×610=0.11(min)工序13：铣键槽8mm，深3.5mm长200mm 铣床选用：X62卧式铣床 查切削手册表3.1，选用刀具：高速钢错齿三面刃铣刀，铣刀直径为100mm，宽度为8mm，齿数为8，由于加工钢料b为600Mpa，故选用前角为15度，后角为12度。 已知铣削的宽度为8mm，铣削的深度为3.5mm。 下面确定每齿进给量fz，查工艺手册表3.3，X62卧式铣床的功率为7.5Kw，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工钢料，查得每齿进给量为0.060.1mm/z,现在拟取fz=0.08mm/z 下面确定切削速度V，查工艺手册表3.27得到 V=48×1000.25×1.01200.2×3.50.1×0。080.2×80.3×80.1=37m/min n=1000×v×100=118（r/min) 查工艺手册表4.2-39选择n=150(r/min) 实际切削速度 V=150×100×3.=47（m/min） 计算工时： T=（L+L1+L2）×ifmz 其中 fmz=0.08X8X150=96(mm/min) 查表6.2-7得 L=200，L1=8×